Шванов В.Н., Фролов В.Т., Сергеева Э.И. и др. Систематика и классификации осадочных пород и их аналогов

Подождите немного. Документ загружается.

ОРТШТЕЙН — песчаник, пропитанный гидрооксидами железа и кремнеземом, обычно ко-

ричневого цвета. Залегает вверху кор выветривания.

ПЕЛ ИТ (термин К. Наумана, 1849 г.) — осадок или рыхлая осадочная порода, более чем

на 50% сложенная пелитовыми частицами (менее 0,005 мм); цементированный п. — пелитолит.

ПЕРЕХОДНАЯ ПОРОДА — г. п., совмещающая в себе минерально-компонентные признаки

осадочных и г. п. иного генезиса: вулканических, метаморфических, плутонических или мета-

соматических.

ПЕСОК — см. псаммит.

ПЕСОК ГЛИНЯНЫЙ (ИЛИ ПЕСЧАНИК) — интракластовый песчаный осадок или порода,

в составе которой обломки и окатыши глинистых пород составляют более 50% (в отличие от

глинистой песчаной породы, где глинистое вещество играет роль цемента).

ПЕСОК СОВРЕМЕННЫЙ, в том числе водонасыщенный песок — песчаный осадок.

ПЕСЧАНИК, ПЕСЧАНАЯ ПОРОДА, ПСАММИТОЛИТ — синонимы, см. псаммит.

ПСАММИТ (термин А. Броньяра, 1813 г.) — осадок или рыхлая осадочная порода, более

чем на 50% сложенная псаммитовыми частицами (размером 2—0,05 мм). Цементированный

п.—псаммитолит.

ПСЕФИТ (термин А. Броньяра, 1813 г.) — осадок или рыхлая осадочная порода, содержащая

крупные (0,2—10 см) и (или) грубые (0,1 —10 м) обломки. По количеству крупных—грубых

(кр.—гр.) обломков выделяют идиолитические псефиты или псефиты собственно (кр.—гр.

обломков более 50%) и псефитовые микститы (кр.—гр. обломков 10—50%) — дресвяные,

галечные, блоковые и т. д. Цементированный п. — псефитолит.

РУДИТ (термин А. Грабау, 1904 г.). Син.: псефит, обычно используется в системе других,

близких по звучанию терминов и преимущественно для карбонатных пород:

Фракция (мм) Литокластов > Биокластов >

> биокластов > литокластов

Рудит Псефитовая (>2) Литорудит Биорудит

Аренит Псаммитовая Литоаренит Биоаренит

(2—0,06)

Силтит Алевритовая Литосилтит Биосилтит

(0,06—0,004)

Лютит Пелитовая Литолютит Биолютит

(>0,004)

САКСИТ (термин О. А. Мазаровича и В. Г. Чернова, 1981 г., от лат. saxum — скала, утес) —

скальная горная порода.

СИАЛЛИТЫ — класс силикалитов, обогащенный алюмокремниевыми компонентами. Инди-

каторами С. являются олигомиктовые песчаники, К-аркозы, гидрослюдисто-каолинитовые глины

и др.

СИЛИКАЛИТЫ — см. кварцево-силикатные о. п.

СИЛИКАТНЫЕ ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ — см. кварцево-силикатные о. п.

СУБМАФЕЛ ИТЫ — класс силикалитов с небольшим преобладанием магнезиально-железистых

компонентов над алюмокремниевыми. Индикаторами С. являются Na-аркозы, гидрослюдисто-

хлоритовые, сепиолитовые глины и др.

СУБСИАЛЛИТЫ — класс силикалитов с небольшим преобладанием алюмокремниевых ком-

понентов над магнезиально-железистыми. Индикаторами С. являются лититовые граувакки,

К—Na-аркозы, хлорито-гидрослюдистые глины и др.

СУПРАМАФЕЛИТЫ — класс силикалитов, наиболее обогащенный магнезиально-железистыми ком-

понентами. Индикаторами С. являются высокоосновные граувакки. Cr—Fe—Mg-смектиты и т. п.

СУПРАСИАЛЛИТЫ — класс силикалитов, наиболее обогащенный алюмокремневыми ком-

понентами. Индикаторами С. являются кварцевые пески, каолинитовые, галлуазитовые глины

и т. п.

СФЕРОПСЕФИТОВАЯ СТРУКТУРА — структура псефитолитов, образованная окатанными

обломками (при оценке по пятибалльной шкале со средним баллом окатанности

1,5—4,0).

ТЕФРОИДНАЯ ПОРОДА — кластолит, разновидность интракластовой группы пород, обра-

зованная в результате переотложения вулканического материала.

ФАНГЛОМЕРАТ (термин А. Лоусона, 1913 г.) — грубообломочная порода, чаще всего

микститовая, обычно применяется как генетический термин к отложениям аллювиальных

конусов выноса.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Граувакки/ Под ред. В. Д. Шутова. M.. 1972. 246 с. (Тр. ГИН АН СССР, вып. 238).

Грунтоведение/ Под ред. Е. М. Сергеева. M., Изд-во Моск. ун-та, 1983. 392 с.

Коссовская А. Г. К вопросу о классификации песчаных пород по минералогическому

составу.— Учен. зап. Ленингр. ун-та, 1962, №310, с. 111 —123.

Леонов М. Г. Олистостромы в структуре складчатых областей. M., Наука, 1981. 174 с.

Левинсон-Лессинг Ф. Ю., Струве Э. А. Петрографический словарь. M., Гос. научно-техн.

геол.-разв. изд-во, 1932. 472 с.

6. Логвиненко Н. В. Постдиагенетические изменения осадочных пород. Л.. Наука, 1968.

92 с.

Ломтадзе В. Д. Физико-механические свойства горных пород. Методы лабораторных

исследований. Л., Недра, 1990. 326 с.

8. Лысенко М. П. Лёссовые породы. Л., Недра, 1973. 204 с.

9. Мазарович О. А., Чернов В. Г. Верхний гранулометрический предел псефитов.— Бюлл.

МОИП. Отд. геол., 1981, т. 56, вып. 6, с 53—59.

10.

Петтиджон Ф., Поттер П., Сивер Р. Пески и песчаники. M., Мир, 1976. 536 с.

11.

Ронов А. В., Михайловская М. С, Солоухова И. И. Эволюция химического и

минералогического состава песчаных пород.— В кн.: Химия земной коры. Т. 1. M., Изд-во

АН СССР, 1963, с. 201—252.

12.

Рухин Л. Б. Основы литологии. 1-е изд. Л., Гостоптехиздат, 1953. 672 с; 2-е изд. Л.,

Недра, 1961. 780 с: 3-е изд. Л., Недра, 1969. 704 с.

13.

Рыха В., Малишевская А. Петрографический словарь. M., Недра, 1989. 590 с.

14.

Симанович И. М. Кварц песчаных пород. M., Наука, 1978. 154 с.

15.

Справочное руководство по петрографии осадочных пород. Т. 2. Л., Гостоптехиздат,

1958.

526 с.

16.

Теодорович Г. И. О классификации песчаников на основе вещественного состава

четырех обломочных компонентов и характера цемента.— В кн.: Фации и условия формирования

нефтепроизводящих свит. M., Наука, 1966, с. 126—166.

17.

Толковый словарь английских геологических терминов. В 3 т. M., Мир, 1977—1979.

Т. 1. 1977. 586 с; Т. 2. 1978. 588 с; Т. 3. 1979. 544 с.

18.

Фролов В. Т. Генетическая типизация морских отложений. M., Недра, 1984. 220 с.

19.

Чернов В. Г. Псефиты и их геологическое значение. Изд-во Моск. ун-та. 1982. 70 с.

20.

Чернов В. Г. Псефиты (библиогр. справ.). M., Изд-во Моск. ун-та, 1986. 376 с.

21.

Шванов В. И. Песчаные породы и методы их изучения. Распространение, структуры,

текстуры. Л., Недра, 1969. 248 с.

22.

Шванов В. И. Определение минеральных типов песчаных пород по их химическому

составу.— Сов. геология, 1974, №3, с.

60—73.

23.

Шванов В. Н. Литоформационные корреляции терригенных и метаморфических толщ:

Южный Тянь-Шань. Л., Изд-во Ленингр. ун-та, 1983. 216 с.

24.

Шванов В. Н. Аркозы и их минеральные разновидности.— Литология и полезные

ископаемые. 1985, №3, с. 62—68.

25.

Шванов В. Н. Петрография песчаных пород (компонентный состав, систематика и

описание минеральных видов). Л., Недра, 1987. 269 с.

26.

Шутов В. Д. Обзор и анализ минералогических классификаций песчаных пород.—

Литология и полезные ископаемые, 1965, №1, с. 95—112.

27.

Шутов В. Д. Классификация песчаников.— Литология и полезные ископаемые, 1967,

№5,

с. 86—103.

28.

Япаскурт О. В. Литогенез и полезные ископаемые миогеосинклиналей. M., Недра,

1992.

224 с.

29.

Bhatla М. R. Plate tectonics and geochemical composition of sandstones.— J. Geol.,

1983,

vol. 91, №6, p. 611—627.

30.

Dickinson W. R., Suczek C A. Plate tectonics and sandstone compositions. —Amer.

Assoc. Petrol. Geol. Bull., 1979, vol. 63, p. 2164—2182.

31.

Klein G. Analysis and review of sandstone classification in the North American

geological literature. 1940—1960.— Bull. Geol. Soc. Amer., 1963, vol. 74. №5, p. 555—576.

32.

Krumbein W. C Size frequency distributions of sediments.— J. Petrol., 1934, vol. 6,

35—47.

33.

Maynard J. B., Valloni R., Ho-Shing Ju. Composition of modern deep-sea sands from

arc-related basin.— J. Geol. Soc. Amer. Spec. Publ., 1982. №10, p.

551—561.

Глава IV. СЕМЕЙСТВО ПЕЛИТОЛИТЫ — ПЕЛИТОВЫЕ,

ГЛИНИСТЫЕ ПОРОДЫ

Несмотря на всестороннее и глубокое исследование глинистых отложе-

ний, до сих пор нет универсального определения этой группы, ее объема

и границ. В середине прошлого столетия К. Науман впервые обособил

группу тонкодисперсных терригенных образований разного состава под

названием пелиты, (от греч. pelos — ил, шлам), в пределах которой выделил

глинистые (диалитические или лимматические) пелиты. Под этим термином

были объединены отложения, образовавшиеся в результате химического

распада и дробления других ранее существовавших пород. Главнейшим

представителем глинистых пелитов К. Науман считал глину.

В наиболее ранних петрографических определениях глин в основу было

положено физическое состояние мелкораздробленного вещества из весьма

разнообразных минералов. Отсюда, по М. С. Швецову (1934 г.), глиной

надо считать землистую горную породу, дающую с водой пластичную массу,

твердеющую при высыхании, при обжиге приобретающую твердость камня.

В большинстве существующих в инженерной геологии, грунтоведении

и литологии определений глинистых отложений положен гранулометрический.

принцип. По В. Л. Ломтадзе, «...Глинами в инженерно-геологической прак-

тике называют тонкодисперсные осадочные породы, в которых содержится

не менее 30% частиц диаметром <0,002 мм» [14, с. 195]. По определению

М. Ф. Викуловой, глинистыми называются породы, содержащие более 50%

частиц диаметром менее 0,01 мм [2]. Другие авторы ограничивали верхний

предел частиц размером 0,005 мм [12]. В работах зарубежных исследователей

прослеживаются те же тенденции. Так, Дж. Адден (1981 г.) считает, что

диаметр 1/256 мм не является критическим для проведения границы между

алевролитами и глинами. В. Крумбейн и Л. Слосс (1963 г.) полагали, что

для этой цели подходит диаметр l/ЮО мм. Современные зарубежные

исследователи чаще всего в качестве пограничного принимают размер

частиц, равный 0,004 мм или 8 в шкале ф [34].

Следует отметить, что авторы этих определений чаще всего адресовали

их прежде всего к одной, хотя и наиболее широко распространенной,

разновидности глинистых отложений, а именно глинам [14, 26], не претендуя

на охват всех остальных представителей этого семейства: глинистых илов,

глин мягких, глин уплотненных, аргиллитов, глинистых сланцев.

Если же говорить о всех породах, а не только о глинах, то во всех

случаях оставался дискуссионным выбор граничной фракции, каким он

должен быть: 0,01; 0,005; 0,002 или 0,001 мм? Гранулометрические критерии,

справедливые для глин, неприменимы для преобразованных глинистых

отложений — уплотненных глин, аргиллитов и филлитов,— в которых под

влиянием повышенных температур и давлений происходит укрупнение частиц

до весьма крупных.

Неприменимость гранулометрического признака для обособления гли-

нистых пород, видоизмененных постседиментационными процессами, застав-

ляла обратиться к их вещественному составу. Ряд исследователей вносил

в определение анализируемого семейства минералогический смысл: У. Твен-

гофел [44], Т. Кларк [37], Ф. Петтиджон [21] оценивали с этих позиций

глину как породу, состоящую из водных алюмосиликатов. Тенденции к

такому подходу проявились в определениях глин в петрографических сло-

варях. Так, в «Петрографическом словаре» [19, с. 70]: «Глина — полидис-

персная осадочная порода, содержащая более 50% частиц размером меньше

0,01 мм и 25—30% частиц менее 0,001 мм, в составе которых существенную

роль играют глинистые минералы...» То же стремление можно увидеть в

определениях других исследователей, например В. Т. Фролова, относящего

к глинистым отложениям, более чем наполовину сложенные глинистыми

минералами [32].

При определении глинистых пород, на наш взгляд, следует использовать

одновременно два признака, рассматривая их во взаимосвязи: количество

частиц той или иной размерности, разделенных природным дефицитом, и

количество глинистых (а в сильноизмененных породах — слюдистых) ми-

нералов.

Статистический анализ гранулометрических данных выявил наличие

природного дефицита в области 0,002—0,001 мм. Однако количество гли-

нистых минералов скачкообразно возрастает на границе 0,005 мм; с этим

же рубежом связано резкое изменение физических свойств: коэффициента

фильтрации, максимальной молекулярной влагоемкости, максимальной вы-

соты капиллярного поднятия, пластичности, пористости, связности и др.

[13],

очевидно отражающих глубокое изменение физико-химического состо-

яния осадков и горных пород при переходе через рубеж 0,005 мм. Поэтому

именно этим размером следует ограничивать сверху то природное распре-

деление, которое мы называем пелитовыми частицами, подчеркивая их

размер, или глинистыми частицами, подчеркивая их минеральную форму.

Присутствие в гранулометрическом спектре пелитовых частиц локального

минимума 0,002—0,001 мм, вероятно, связано с границей, отделяющей от

пелитовых частиц собственно коллоидную часть.

Исходя из сказанного, глинистыми мы называем осадки и осадочные

породы, у которых суммарное содержание частиц мельче 0,005 мм и

слюдистых минералов или других слоистых силикатов составляет 50% и

более. В обломочных глинах — это преимущественно неглинистые тонко-

дисперсные продукты, в глинистых пегнитолитах, а также в аргиллитах и

филлитах — «глинистая компонента» слагается глинистыми минералами

или в разной степени окристаллизованными слюдами и хлоритом.

Принципы классифицирования глинистых отложений. В отличие от

глинистых минералов, для которых проблема структурно-вещественного

классифицирования практически решена (табл. IV-1), глинистые породы

никогда не имели рациональной и исчерпывающей классификации. Известно,

что было предпринято несколько попыток классифицировать эти породы:

П. Крыниным [39] — на основе выделения немногочисленных минеральных

типов глинистых отложений по их ассоциациям с теми или иными разно-

видностями песчаников; А. Кароцци [36] — по структурным особенностям

глин и глинистых сланцев; Э. Ортоном, Ч. Уивером [45] — по разным

физическим свойствам.

Однако по названным признакам не удалось создать удовлетворитель-

ной классификации всех известных разновидностей глинистых пород, так

же как и использование физических свойств не дало логической основы

для их петрографической систематики. Очевидно, трудности классифици-

рования столь сложных осадочных образований, какими являются глинистые

отложения, затруднили выработку строгого подхода к решению этой про-

блемы и к недостаточному использованию обсуждаемых нами классифика-

ционных признаков: состав—структура. В работах современных исследова-

телей обычно фигурируют классификации по минеральному составу (табл.

IV-2 и 1V-3) при ограниченном анализе структур, не разделяемых к тому

же по генетической природе.

Представляется, что для глинистых отложений в силу большого раз-

нообразия структурообразующих элементов и образуемых ими структур

необходим уровенный подход к классифицированию. Целесообразно выде-

лять три уровня их классифицирования: макроскопический, микроскопичес-

кий и ультрамикроскопический.

Макроскопический уровень. Отвечает изучению состава и

структурных признаков невооруженным глазом или с помощью лупы. Ни-

жний предел оценки размеров частиц при этом не превышает 0,1 мм.

Микроскопический (оптический) уровень. Определяется

разрешающей способностью обычных световых микроскопов, позволяющих

изучать частицы размером до 0,005 мм. Оценка структурной организации

и состава вещества осуществляется в шлифах.

Ультрамикроскопический уровень. Выделение и оценка со-

става и структурообразующих элементов и структур с помощью современных

электронных микроскопов просвечивающего и сканирующего типов, дающих

увеличение в десятки тысяч раз; этому же уровню отвечает рентгенострук-

турный анализ.

Макроскопический уровень структурной и вещественной оценки для

глинистых отложений не имеет существенного значения. Основу предлага-

емой классификации составляют микроскопический и ультрамикроскопи-

ческий уровни. Завершающим итогом названной классификации в идеале

должен быть уровень, отражающий взаимосвязь между составом отдельных

минералов и особенностями их кристаллохимического строения, оцениваемых

на рентгеноструктурной и электронографической основах.

Таблица IV-I

Классификация глинистых минералов (по Л. Г. Рекшинской, 1988 г., с дополнениями)

Тип структуры

Тип слоя и схема

строения

Заряд

слоя q, Кл

^001.

Группа

Подгруппа

Заполнение октаэдров — минералы

Тип структуры

Тип слоя и схема

строения

Заряд

слоя q, Кл

^001.

Группа

Подгруппа

Диоктаэдрнческие Tриоктаэдрические

Слоистый

Диформный или

двухэтажный,

1:1

0 7,2

Каолинита —

серпентина

Каолинита Каолинит, диккит, накрит,

галлуазит, аноксит

—

Слоистый

Диформный или

двухэтажный,

1:1

0 7,2

Каолинита —

серпентина

Серпентина

—

Хризотил, антигорит, лизар-

дит

Слоистый

Диформный или

двухэтажный,

1:1

0 7,2

Каолинита —

серпентина

Бертьерина

—

Бертьерин, кронштедтит, тю-

рингит, гриналит, амезит

Слоистый

Триформный или

трехэтажный,

2:1

0 9,2

Пирофилли-

та — талька

—

Слоистый

Триформный или

трехэтажный,

2:1

0,6—0,9

12,5—15,5

Смектита Монтмориллонита Монтмориллонит, нонтронит,

волконскоит, бейделлит

—

Слоистый

Триформный или

трехэтажный,

2:1

0,6—0,9

12,5—15,5

Смектита

Сапонита

—

Сапонит, гекторит, цин-

нвальдит, медмонтит

Слоистый

Триформный или

трехэтажный,

2:1

0,7—10

10,0

Слюд

Нормальных слюд

Мусковит, парагонит, фенгит Флогопит, биотит

Слоистый

Триформный или

трехэтажный,

2:1

0,7—10

10,0

Слюд

Хрупких слюд Маргарит Клинтонит

Слоистый

Триформный или

трехэтажный,

2:1

0,7—10

10,0

Слюд

Гидрослюд Иллит, серицит, глауконит Гидробиотит

Слоистый

Триформный или

трехэтажный,

2:1

0,6—1,0

14,5

Вермикулита Вермикулита

Вермикулит

—

Слоистый

Четырехэтажный,

2:1:1

Меняется 14,0 Хлорита Хлорита Донбассит, судоит, кукеит

—

Слоистый

Четырехэтажный,

2:1:1

Меняется 14,0 Хлорита

Пеннина—клино-

хлора

—

Пеннин, клинохлор

Слоистый

Четырехэтажный,

2:1:1

Меняется 14,0 Хлорита

Шамозита

—

Шамозит

Цепочечно-

слоистый

Трехэтажный,

2:1

То же 10,5 и 12,3

Палыгорски-

та—сепиолита

Палыгорскит, сепиолит

—

Смешан-

но-слоистый

10,0—15,4 Упорядоченных Ректорит (Сл—М), кор-

ренсит (Хл—Сп), тосудит

—

Смешан-

но-слоистый

10,0—15,4

Неупорядоченных Сл—См,

CM—Хл,

К—См,

К—Сл, Хл—В, Сл—Хл—Сл

и др.

Примечания. 1. Сокращения: Сл — слюда, См — смектит, Хл — хлорит, Cn — сапонит, К — каолинит, M — монтмориллонит, В —

вермикулит. 2. q — заряд слоя, на |/2 элементарной ячейки.

Таблица IV-2

Классификация глинистых пород

(граноморфные сиаллитные породы, по Ю. П. Казанскому и др. |10|)

Минеральная

группа

Тип глин

Минеральная

группа

Основной Сложный

Смешанный

Каолинитовая

Каолинитовые и

галлуазитовые

Галлуазито-

каолинитовые

Глины и аргиллиты

каолинит-

монтмориллонит-хлорит-

гидрослюдистого

состава, глины и

аргиллиты с

цеолитами, хлорит-

гидрослюдистые,

гидрослюдисто-

пирофилл итовые,

хлорит-гидрослюдисто-

хлоритоидные

аргиллиты и др.

Монтмориллони-

товая

Монтмориллонитовые

и нонтронитовые

Нонтронито-

монтмориллонитовые

Глины и аргиллиты

каолинит-

монтмориллонит-хлорит-

гидрослюдистого

состава, глины и

аргиллиты с

цеолитами, хлорит-

гидрослюдистые,

гидрослюдисто-

пирофилл итовые,

хлорит-гидрослюдисто-

хлоритоидные

аргиллиты и др.

Палы горскитовая

Палыгорскитовые и

сепиолитовые

Сепиолито-

палыгорскитовые и др.

Глины и аргиллиты

каолинит-

монтмориллонит-хлорит-

гидрослюдистого

состава, глины и

аргиллиты с

цеолитами, хлорит-

гидрослюдистые,

гидрослюдисто-

пирофилл итовые,

хлорит-гидрослюдисто-

хлоритоидные

аргиллиты и др.

Гидрослюдистая

Гидрослюдистые

Сепиолито-

палыгорскитовые и др.

Глины и аргиллиты

каолинит-

монтмориллонит-хлорит-

гидрослюдистого

состава, глины и

аргиллиты с

цеолитами, хлорит-

гидрослюдистые,

гидрослюдисто-

пирофилл итовые,

хлорит-гидрослюдисто-

хлоритоидные

аргиллиты и др.

Глауконитовая

Глауконитовые

Сепиолито-

палыгорскитовые и др.

Глины и аргиллиты

каолинит-

монтмориллонит-хлорит-

гидрослюдистого

состава, глины и

аргиллиты с

цеолитами, хлорит-

гидрослюдистые,

гидрослюдисто-

пирофилл итовые,

хлорит-гидрослюдисто-

хлоритоидные

аргиллиты и др.

Хлоритовая

Хлоритовые

Сепиолито-

палыгорскитовые и др.

Глины и аргиллиты

каолинит-

монтмориллонит-хлорит-

гидрослюдистого

состава, глины и

аргиллиты с

цеолитами, хлорит-

гидрослюдистые,

гидрослюдисто-

пирофилл итовые,

хлорит-гидрослюдисто-

хлоритоидные

аргиллиты и др.

Вермикулитовая

Вермикулитовые

Сепиолито-

палыгорскитовые и др.

Глины и аргиллиты

каолинит-

монтмориллонит-хлорит-

гидрослюдистого

состава, глины и

аргиллиты с

цеолитами, хлорит-

гидрослюдистые,

гидрослюдисто-

пирофилл итовые,

хлорит-гидрослюдисто-

хлоритоидные

аргиллиты и др.

Аллофановая

Аллофановые

Сепиолито-

палыгорскитовые и др.

Глины и аргиллиты

каолинит-

монтмориллонит-хлорит-

гидрослюдистого

состава, глины и

аргиллиты с

цеолитами, хлорит-

гидрослюдистые,

гидрослюдисто-

пирофилл итовые,

хлорит-гидрослюдисто-

хлоритоидные

аргиллиты и др.

Таблица IV-3

Минералогическая классификация глинистых пород

по В. Т. Фролову |32|

Мономинеральпые н Мезомиктовые (средпесмешанпые)

олигомиктовые (малосмешанные) и полимиктовые

группы (сильносмешанные) группы

Каолинитовые Каолин ит-гидрослюдистые

Монтмориллонитовые Гидрослюдисто-смектитовые

Гидромусковитовые Смектит-гидрослюдистые

(серицитовые)

Глауконитовые

Хлорит-смектитовые

Нонтронитовые

Хлорит-гидрослюдистые

Серпентиновые Гидробиотит-вер ми кул ит-

глауконитовые

Палыгорскитовые Каолинит-хлорит-

гидрослюдистые

Сепиолитовые

Палыгорскит-

монтмориллонитовые

Волконскоитовые

Оценка внутреннего содержания структурной системы глинистых от-

ложений, изучаемой на названных уровнях, основана на разных подходах

к определению содержания структуры. Микроскопический уровень исходит

из традиционного понятия структуры пород, при котором в понятие «струк-

тура» положены морфологические особенности структурных элементов и их

соотношение. С этих позиций под структурой большая часть исследователей

понимает строение породы, определяемое размером, формой и соотношением

ее составных частей [9], а также степенью кристалличности вещества [12].

Ультрамикроскопический уровень основывается на учете кроме мор-

фологических особенностей структурных элементов их геометрических и

энергетических признаков, включающих в себя тип структурных связей

между элементами и общую энергию структурной системы. Отсюда под

структурой понимается пространственная организация всего вещества по-

роды, характеризующаяся совокупностью морфометрических, геометрических

и энергетических признаков и определяющаяся составом, количественным

соотношением и взаимодействием компонентов породы. Такое содержание,

скорее, соответствует сложению породы, так как структурные и текстурные

характеристики выступают здесь в тесном взаимодействии. Невозможность

резкого разграничения понятий о структуре и текстуре, ибо они выражают

одно и то же, и необходимость объединить их в одно широкое понятие о

строении породы, отмечали ряд исследователей. На ультрамикроскопическом

уровне это становится совершенно очевидным.

Главное значение для глинистых отложений имеют петрографическая

(микроскопический уровень оценки признаков — оснований классификации)

и ультрамикроскопическая классификации. Вместе они составляют много-

уровенную последовательную классификацию, построенную на учете мас-

штабного фактора.

Классификация глинистых отложений на петрографическом уровне.

Процедура классифицирования глинистых отложений на этом уровне пред-

усматривает предварительное определение глинистых минералов как пет-

рографическим, так и другими методами (термографии, рентгенографии и

др.) и изучение структур в пределах разрешающей способности поляриза-

ционного микроскопа.

Вещественное классифицирование. В соответствии с су-

ществующими группами глинистых минералов (табл. IV-I) теоретически

выделяются отвечающие им группы мономинеральных пород: глины као-

линитовые, смектитовые (монтмориллонитовые), гидрослюдистые (иллито-

вые),

хлоритовые, сепиолитовые, палыгорскитовые, вермикулитовые, сло-

женные аморфным силикатным веществом — аллофановые, а также об-

ломочным материалом пелитовой размерности — обломочные пелитолиты.

В природе чистые мономинеральные глины практически отсутствуют, поэ-

тому обычно приходится иметь дело с их смесями и соответствующим

образом решать проблему их классифицирования (табл. IV-2, IV-3). Способ

треугольных диаграмм, столь распространенный в литологии, также при-

меним к глинистым породам (рис. IV-I).

В авторской классификационной схеме (рис. 1V-2) соблюдается принцип подразделения

системы по абсолютному преобладанию компонентов. Линия 50%-ного содержания соответст-

вующих главных глинистых минералов — каолинита, иллита и смектита — проведена через

середины сторон треугольной диаграммы, разделяя ее на четыре равновеликих поля. Каждому

из вновь образованных треугольников соответствует ранг минеральной группы. Таким образом,

выделяются следующие минеральные группы: К—каолинитовая, характеризующаяся содержа-

нием каолинита >50%, И — иллитовая (иллита >50%), С — смектитовая (смектита >50%),

располагающиеся близ соответствующих вершин треугольной диаграммы, и M — микститовая,

или миктитовая смешанная минеральная группа, занимающих центральное положение в

треугольнике.

При переходе на более высокие уровни классифицирования от крупных единиц деления

к более мелким категориям (в данном случае от минеральных групп к петрографическим или

минерально-петрографическим видам) последовательное использование единого принципа под-

разделения системы не выдерживается и последующее деление внутри крупных минеральных

групп отражает либо существующие в природе реальности, либо выбранную логическую

последовательную соподчиненность понятий, либо то и другое вместе. В первом случае — это

отражение существования в природе мономинеральных отложений, несущих 90% и более того

или иного вещественного признака. На диаграмме (рис. IV-2, а) в соответствии с этим

отграничиваются поля (/, 2, 3) мономинеральных пород: каолинитовых с содержанием каолинита

>90%.

иллитовых (2) и смектитовых (3) с более чем 90%-ным количеством соответствующих

минералов. Выбор критериев для более дробных подразделений внутри названных главных

минеральных групп или семейств обусловлен общими принципами, позволяющими увязать

классификационные схемы как глинистых, так и других типов осадочных пород. Такой критерий

вносят линии, отвечающие содержанию компонентов 25 и 75%, что дает возможность учесть

наличие примесей глинистых минералов с содержанием их от 50 до 25 и от 75 до 90%. Это

Каолинит

Монтмориллонит Гидрослюды

Рис.

IV-1. Диаграммы состава глинистых отложений системы каолинит—иллит—смектит.

а — по Н. В. Логшшенко [12]: /—3 — мономнперальпые глины (/ — каолинитовые. 2 — гидрослюдистые.

3 — монтмириллопитовые); 4—6 — переходные (4 — гидрослюдисто-каолинитоные, 5 — каолинито-гидро-

слюднстые. 6 — гидрослюдисто-монтмориллопитоиые); 7—9 — полимиперальпые (7 — моптмориллопито-

шдрослюдисто-каолинитовые. 8 — каолиинт-гндрослюдисто-моптмориллопитовые, 9 — гидрослюдисто-као-

лннит-монтмориллоннтовые); IO — глины смешанного состава, где содержание каждого компонента более

20%;

6 — по материалам конференции по глинистым минералам в Праге. 1972 г.: Л — С — мономнперальпые

{А — каолинитовые. В — иллитовые. С — монтмориллонитовые); /—6 — бимннеральпые (/ — иллит-ка-

олипнтовые, 2 — каолинпт-иллитовые. 3 — моптморнллонпт-иллитовые, 4 — нллнт-монтморнллоннтовые,

5 — каолипнт-моптмориллоиитовые, 6 — монтмориллопит-каолипитовые); /—Vl — трпмнперальпые (/ —

моптмориллопит-иллит-каолинитовые, // — моптморнллонит-каолипнт-нллитовые, /// — каолинпт-моптмо-

риллонит-иллитоиые, IV — каолипит-иллит-моптмориллопнтовые. V — нллит-каолннит-моптморнллонптовые,

Vl — иллпт-монтмориллопит-каолинитовые).

позволяет ввести в название породы общий принцип использования прилагательных с окон-

чанием «-ая» или «-истая» соответственно. Результатом такой детализации является выделение

в каждом семействе глин нескольких минерально-петрографических видов (рис. IV-2). В

каолинитовом семействе, например, выделяются глины: Ia — иллитистая каолинитовая (с

содержанием каолинита 75—90, иллита 25—10%); 16 — иллитовая каолинитовая (каолинита

75—50,

иллита 25—50%); Ie — смектитистая каолинитовая (каолинита — 75—90, смектита

25—10%);

1г — смектитовая каолинитовая (каолинита 75—50, смектита 25—50%) и т. д.

Еще более дробные подразделения возможны при введении более узкого количественного

критерия, например 10%-ного содержания компонента. На рис. IV-2, б показаны линии

10%-ного содержания, равномерно рассекающие поля любого из выделенных семейств: К, И,

С. М. Однако необходимость в такой диаграмме может возникнуть лишь при условии точного

количественного определения состава глин, возможного с помощью высокоточных методов

диагностики.

В случае вхождения в группу главных глинистых минералов нескольких минералов

данной или других групп их составы могут изображаться в виде основной и дочерних диаграмм,

как это было описано выше для песчаных пород.

"Общеизвестно, что постоянным спутником собственно глинистых минералов

является хлорит. Ф. Петтиджон, в частности, показал присутствие хлорита в

глинистых породах всех геологических систем Северной Америки (рис. IV-3).

Поэтому для отображения состава большинства глин правильнее применять

не треугольную диаграмму, а тетраэдр в виде объемной фигуры (рис. IV-4)

или практически более удобный — развернутый на плоскость с вершинами

каолинит—иллит—смектит и иллит—смектит—хлорит (рис. IV-5).

Возможности не только оптической микроскопии, но и других методов

сильно ограничены для получения количественных оценок состава глинистых

минералов и определения на этой основе минерального вида породы. Из

числа возможных способов определения минерального вида глин рассмотрим

химический состав. Предпосылки использовать химический состав глин для

их систематики в качестве базового или вспомогательного признака при

классифицировании по минеральному составу проистекают из того, что

Сепиолит Палыгорскит

Рис.

IV-2. Диаграммы состава глинистых

отложений (Э. И. Сергеева, 1996 г.)

—

ассоциация каолнпит—иллит—смектит

(с де-

лением

до II

порядка):

К —

каолинитовая группа.

—

иллитовая группа,

С —

смектитовая группа.

—

миктитовая группа.

/ —

каолиннтовые глины:

—

иллитнстые каолпнитовые,

16 —

иллитовые

каолиннтовые.

Ie —

смектитпстые каолиннтовые;

1г

—

смектнтовые каолиннтовые:

2 —

иллитовые:

2а

—

каолннитнстые иллитовые,

26 —

каолиннто-

вые иллитовые,

2в —

смектитпстые,

2г —

смекти-

товые иллитовые, иллитовые;

3 —

смектнтовые:

За

—

иллитнстые смектнтовые,

36 —

иллитовые

смектнтовые.

Зв —

каолипитистые смектнтовые.

За

—

каолиннтовые смектнтовые;

б —

группировка

треугольников

делением

I ii III

порядков. Сетка

I порядка

—

линии

50%-ным содержанием ком-

понентов; сетка

III

порядка

правом фрагменте

треугольной диаграммы

—

линии

10%-пым

со-

держанием компонента;

в —

ассоциация хлорит—

сепиолит—палыгорскит. Минеральная группа:

X —

хлоритовая,

// —

палыгорскитовая,

С —

сепиоли-

товая.

M —

миктитовая.

последний

силу относительной однородности глинистых отложений отра-

жает состав главным образом глинистых минералов. Поэтому следует

ожидать

какой-то мере близости классификационных схем, построенных

на химической основе,

схем, отражающих особенности минерального

состава пелитолитов.

В литологии неоднократно возобновлялись попытки графического изо-

бражения химических особенностей разных типов осадочных пород

на

различных диаграммах

помощью подобранных петрохимических парамет-

ров

(А.

Симонен, 1953;

А. Н.

Неелов,

1974; А. А.

Предовский,

1970, и др.).

Выбранные петрохимические параметры

построенные диаграммы чаще

всего использовались

для

определения первичной природы метаморфизо-

ванных пород

реже

для

собственно классификационных целей.

При классифицировании

по

химическому составу пелитолитов пред-

почтение отдается тетраэдрическому способу изображения, дающему воз-

можность учесть четыре главных породообразующих глинистых минерала:

каолинит, смектит, гидрослюду

хлорит

(рис.

IV-5).

В качестве петрохимических параметров, определяющих содержание вершин диаграммы,

выбраны породообразующие оксиды или их суммы, присутствующие в максимальных коли-

чествах в соответствующих минеральных типах глин:

А1гО"з

— в каолинитовых глинах, КгО —

в гидрослюдистых, FeCT=FeO + Fe203 + MgO — в смектитовых, MgO — обычно соответст-

вующая высоким значениям в хлоритовых глинах. Для этих параметров определяются моле-

кулярные количества, получаемые из отношения

А Каолинит

100%

•2 е

D Хлорит 100%

Рис.

IV-3. Составы глинистых минера-

лов в глинистых сланцах Северной Аме-

рики [21].

—

разбухающие глины;

2 —

иллит;

3 —

каолинит;

4 —

хлорит.

Рис.

IV-4. Ассоциации главных глинистых ми-

нералов.

—

каолинит—смектит—иллит;

// —

каолинит—

иллит—хлорит;

/// —

каолинит—смектит—хлорит;

—

смектит—иллит—хлорит.

Рис.

IV-5. Классификационная диаграмма глинистых пород по химическому составу, ото-

бражающему их минеральный состав.

Исходные параметры:

AI2O3"

AI2O3

— (CaO +

Na20);

К20;

FeO" - FeO +

Fe203

+ MgO; MgO.

I—4

—

единичные анализы глин:

/ —

каолинитоных.

2 —

гидрослюдистых,

3 —

смектнтоных.

—хлоритовых.

Поля:

Л —

каолинитов,

В —

иллнтов,

С —

смектнтов.

D —

хлоритов:

X —

пустое.